首先需要说一下需求，通过需求进行代码的书写。
需要绘制两个立柱，然后两个立柱是连接在一起的具有，模仿两节胳膊，运行程序，用户可以使用左右方向键控制arm1（同时带动整条手臂）水平转动，使用上下方向键控制爱人m绕joint1关节垂直转动。
下面是制作出来的案例，左右键，整个沿y轴旋转，上下键，沿joint1进行z轴旋转
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport"
cnotallow="width=device-width, user-scalable=no, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, minimum-scale=1.0">
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" cnotallow="ie=edge">
<title>Title</title>
<style>
body {
margin: 0;
text-align: center;
}
#canvas {
margin: 0;
}
</style>
</head>
<body οnlοad="main()">
<canvas id="canvas" height="800" width="1200"></canvas>
</body>
<script src="lib/webgl-utils.js"></script>
<script src="lib/webgl-debug.js"></script>
<script src="lib/cuon-utils.js"></script>
<script src="lib/cuon-matrix.js"></script>
<script>
// 顶点着色器
var VSHADER_SOURCE ="" +
"attribute vec4 a_Position;\n" + //顶点位置变量
"attribute vec4 a_Normal;\n" + //顶点法向量变量
"uniform mat4 u_MvpMatrix;\n" + //视图模板射影矩阵
"uniform mat4 u_NormalMatrix;\n" + //逆转置矩阵
"varying vec4 v_Color;\n" + //顶点颜色
"void main(){\n" +
" gl_Position = u_MvpMatrix * a_Position;\n" +
" vec3 lightDirection = normalize(vec3(0.0,0.5,0.7));\n" +
" vec4 color = vec4(1.0,0.4,0.0,1.0);\n" +
" vec3 normal = normalize((u_NormalMatrix * a_Normal).xyz);\n" +
" float nDotL = max(dot(normal, lightDirection), 0.0);\n" +
" v_Color = vec4(color.rgb * nDotL + vec3(0.1), color.a);\n" +
"}";
// 片元着色器
var FSHADER_SOURCE ="" +
"#ifdef GL_ES\n" +
"precision mediump float;\n" +
"#endif\n" +
"varying vec4 v_Color;\n" +
"void main () {" +
" gl_FragColor = v_Color;\n" +
"}\n";
//主函数，页面加载完成触发
function main() {
//获取canvas对象
var canvas = document.getElementById("canvas");
//获取WebGL上下文
var gl = getWebGLContext(canvas);
if (!gl) {
console("您的浏览器不支持WebGL");
return;
}
//初始化着色器
if(!initShaders(gl,VSHADER_SOURCE,FSHADER_SOURCE)){
console.log("无法初始化着色器");
return;
}
//通过创建缓冲区并赋值数据给attribute变量 并返回绘制次数
var n = initVertexBuffers(gl);
if(n < 0){
console.log("无法设置缓冲区的相关信息");
return;
}
//初始化底色和开启隐藏面消除
gl.clearColor(0.0,0.0,0.0,1.0);
gl.enable(gl.DEPTH_TEST);
//获取相关的uniform变量的存储位置
var u_MvpMatrix = gl.getUniformLocation(gl.program, "u_MvpMatrix");
var u_NormalMatrix = gl.getUniformLocation(gl.program, "u_NormalMatrix");
if(!u_NormalMatrix || !u_MvpMatrix){
console.log("无法获取到相关的存储位置");
return;
}
//创建一个视点(view) 射影(projection) 矩阵(matrix)
var viewProjMatrix = new Matrix4();
viewProjMatrix.setPerspective(50.0,canvas.width/canvas.height, 1.0, 100.0);
viewProjMatrix.lookAt(20.0, 10.0, 30.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);
//添加键盘按键交互事件
document.onkeydown = function (e) {
keydown(e, gl, n, viewProjMatrix, u_MvpMatrix, u_NormalMatrix);
};
//绘制两节胳膊
draw(gl, n, viewProjMatrix, u_MvpMatrix, u_NormalMatrix);
}
//声明全局变量
var angle_step = 3.0; //每一次点击触发事件旋转角度（度）的增量
var g_arm1Angle = -90.0;//arm1的旋转角度（度）
var g_joint1Angle = 0.0;//joint1的旋转角度（度）
function keydown(event, gl, n, viewProjMatrix, u_MvpMatrix, u_NormalMatrix) {
switch (event.keyCode){
case 38: // 上键 -> 以joint1为中心沿着z轴旋转（增量）
if (g_joint1Angle < 135.0) g_joint1Angle += angle_step;
break;
case 40: // 下键 -> 以joint1为中心沿着z轴旋转（减量）
if (g_joint1Angle > -135.0) g_joint1Angle -= angle_step;
break;
case 39: // 右键 -> 以y轴进行水平旋转（增量）
g_arm1Angle = (g_arm1Angle + angle_step) % 360;
break;
case 37: // 左键 -> 以y轴进行水平旋转（减量）
g_arm1Angle = (g_arm1Angle - angle_step) % 360;
break;
default:
return; // 其他按键没作用
}
draw(gl, n, viewProjMatrix, u_MvpMatrix, u_NormalMatrix);
}
function initVertexBuffers(gl) {
// Vertex coordinates（长方体3宽度，高度10，长度3，其原点在其底部）
var vertices = new Float32Array([
1.5, 10.0, 1.5, -1.5, 10.0, 1.5, -1.5, 0.0, 1.5, 1.5, 0.0, 1.5, // v0-v1-v2-v3 front
1.5, 10.0, 1.5, 1.5, 0.0, 1.5, 1.5, 0.0, -1.5, 1.5, 10.0, -1.5, // v0-v3-v4-v5 right
1.5, 10.0, 1.5, 1.5, 10.0, -1.5, -1.5, 10.0, -1.5, -1.5, 10.0, 1.5, // v0-v5-v6-v1 up
-1.5, 10.0, 1.5, -1.5, 10.0, -1.5, -1.5, 0.0, -1.5, -1.5, 0.0, 1.5, // v1-v6-v7-v2 left
-1.5, 0.0, -1.5, 1.5, 0.0, -1.5, 1.5, 0.0, 1.5, -1.5, 0.0, 1.5, // v7-v4-v3-v2 down
1.5, 0.0, -1.5, -1.5, 0.0, -1.5, -1.5, 10.0, -1.5, 1.5, 10.0, -1.5 // v4-v7-v6-v5 back
]);
// Normal
var normals = new Float32Array([
0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, // v0-v1-v2-v3 front
1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, // v0-v3-v4-v5 right
0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, // v0-v5-v6-v1 up
-1.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, // v1-v6-v7-v2 left
0.0, -1.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, // v7-v4-v3-v2 down
0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, -1.0 // v4-v7-v6-v5 back
]);
// Indices of the vertices
var indices = new Uint8Array([
0, 1, 2, 0, 2, 3, // front
4, 5, 6, 4, 6, 7, // right
8, 9, 10, 8, 10, 11, // up
12, 13, 14, 12, 14, 15, // left
16, 17, 18, 16, 18, 19, // down
20, 21, 22, 20, 22, 23 // back
]);
//创建缓冲区并赋值attribute
if(!initArrayBuffer(gl, "a_Position", vertices, gl.FLOAT, 3)) return -1;
if(!initArrayBuffer(gl, "a_Normal", normals, gl.FLOAT, 3)) return -1;
//取消缓冲区buffer绑定
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, null);
//创建一个缓冲区对象，并将索引绑定到缓冲区
var indexBuffer = gl.createBuffer();
if(!indexBuffer){
console.log("无法创建索引缓冲区");
return -1;
}
gl.bindBuffer(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indexBuffer);
gl.bufferData(gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, indices, gl.STATIC_DRAW);
return indices.length;
}
function initArrayBuffer(gl, attribute, data, type, num) {
//创建缓冲区
var buffer = gl.createBuffer();
if(!buffer){
console.log("无法创建缓冲区");
return false;
}
//将数据写入缓冲区
gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, buffer);
gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, data, gl.STATIC_DRAW);
//获取到attribute变量的存储位置，并将变量绑定缓冲区
var a_attribute = gl.getAttribLocation(gl.program, attribute);
if(a_attribute < 0){
console.log("无法获取到变量的"+ attribute +"存储位置");
return false;
}
gl.vertexAttribPointer(a_attribute, num, type, false, 0, 0);
//开启缓冲区
gl.enableVertexAttribArray(a_attribute);
return true;
}
//声明两个全局的变换矩阵(模型变换矩阵和模型视图射影矩阵)
var g_modelMatrix = new Matrix4(), g_mvpMatrix = new Matrix4();
//绘制图形
function draw(gl, n, viewProjMatrix, u_MvpMatrix, u_NormalMatrix) {
//绘制底色
gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT | gl.DEPTH_BUFFER_BIT);
//第一节胳膊
var arm1Length = 10.0; //第一节胳膊的长度
g_modelMatrix.setTranslate(0.0,-12.0, 0.0);
g_modelMatrix.rotate(g_arm1Angle, 0.0, 1.0, 0.0);
drawBox(gl, n, viewProjMatrix, u_MvpMatrix, u_NormalMatrix);
//第二节胳膊
g_modelMatrix.translate(0.0, arm1Length, 0.0); //将图形移动到joint1的位置
g_modelMatrix.rotate(g_joint1Angle, 0.0, 0.0, 1.0); //围绕z轴旋转
g_modelMatrix.scale(1.3, 1.0, 1.3); //缩放
drawBox(gl, n, viewProjMatrix, u_MvpMatrix, u_NormalMatrix);
}
var g_normalMatrix = new Matrix4(); //法线坐标变换矩阵
//绘制立方体
function drawBox(gl, n, viewProjMatrix, u_MvpMatrix, u_NormalMatrix) {
//计算出计算模型视图矩阵，并赋值给u_MvpMatrix
g_mvpMatrix.set(viewProjMatrix);
g_mvpMatrix.multiply(g_modelMatrix);
gl.uniformMatrix4fv(u_MvpMatrix, false, g_mvpMatrix.elements);
//获取模型矩阵的逆转置矩阵，并赋值u_NormalMatrix
g_normalMatrix.setInverseOf(g_modelMatrix);
g_normalMatrix.transpose();
gl.uniformMatrix4fv(u_NormalMatrix, false, g_normalMatrix.elements);
//绘制
gl.drawElements(gl.TRIANGLES, n, gl.UNSIGNED_BYTE, 0);
}
</script>
</html>
我们来看一下代码：
在main()函数中，基本上和以前一样，设置了一个视图模型摄影矩阵，注册了一个鼠标按键事件keydown()。
在keydown()前面，声明了三个变量，keydown()事件就是专门处理和使用这三个变量的，等处理完成后，又调用了一个绘制的方法draw()。
在draw()方法中，绘制了两个相同坐标的点的立方体，但是，由于使用的矩阵不同，绘制出来的立方体的位置，大小也不同。而且键盘按键触发事件后，也影响着这些模型，一直重绘而已。
